84f62273d51664eaf245569c22d90d1093541689
[oota-llvm.git] / lib / Target / Target.td
1 //===- Target.td - Target Independent TableGen interface ---*- tablegen -*-===//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 // 
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file defines the target-independent interfaces which should be
11 // implemented by each target which is using a TableGen based code generator.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 // Include all information about LLVM intrinsics.
16 include "llvm/Intrinsics.td"
17
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19 // Register file description - These classes are used to fill in the target
20 // description classes.
21
22 class RegisterClass; // Forward def
23
24 // Register - You should define one instance of this class for each register
25 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
26 class Register<string n> {
27   string Namespace = "";
28   string Name = n;
29
30   // SpillSize - If this value is set to a non-zero value, it is the size in
31   // bits of the spill slot required to hold this register.  If this value is
32   // set to zero, the information is inferred from any register classes the
33   // register belongs to.
34   int SpillSize = 0;
35
36   // SpillAlignment - This value is used to specify the alignment required for
37   // spilling the register.  Like SpillSize, this should only be explicitly
38   // specified if the register is not in a register class.
39   int SpillAlignment = 0;
40
41   // Aliases - A list of registers that this register overlaps with.  A read or
42   // modification of this register can potentially read or modify the aliased
43   // registers.
44   list<Register> Aliases = [];
45   
46   // SubRegs - A list of registers that are parts of this register. Note these
47   // are "immediate" sub-registers and the registers within the list do not
48   // themselves overlap. e.g. For X86, EAX's SubRegs list contains only [AX],
49   // not [AX, AH, AL].
50   list<Register> SubRegs = [];
51
52   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
53   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
54   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
55   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
56   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
57   int DwarfNumber = -1;
58 }
59
60 // RegisterWithSubRegs - This can be used to define instances of Register which
61 // need to specify sub-registers.
62 // List "subregs" specifies which registers are sub-registers to this one. This
63 // is used to populate the SubRegs and AliasSet fields of TargetRegisterDesc.
64 // This allows the code generator to be careful not to put two values with 
65 // overlapping live ranges into registers which alias.
66 class RegisterWithSubRegs<string n, list<Register> subregs> : Register<n> {
67   let SubRegs = subregs;
68 }
69
70 // SubRegSet - This can be used to define a specific mapping of registers to
71 // indices, for use as named subregs of a particular physical register.  Each
72 // register in 'subregs' becomes an addressable subregister at index 'n' of the
73 // corresponding register in 'regs'.
74 class SubRegSet<int n, list<Register> regs, list<Register> subregs> {
75   int index = n;
76   
77   list<Register> From = regs;
78   list<Register> To = subregs;
79 }
80
81 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
82 // between registers are defined, specify which registers belong to which
83 // register classes.  This also defines the default allocation order of
84 // registers by register allocators.
85 //
86 class RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes, int alignment,
87                     list<Register> regList> {
88   string Namespace = namespace;
89
90   // RegType - Specify the list ValueType of the registers in this register
91   // class.  Note that all registers in a register class must have the same
92   // ValueTypes.  This is a list because some targets permit storing different 
93   // types in same register, for example vector values with 128-bit total size,
94   // but different count/size of items, like SSE on x86.
95   //
96   list<ValueType> RegTypes = regTypes;
97
98   // Size - Specify the spill size in bits of the registers.  A default value of
99   // zero lets tablgen pick an appropriate size.
100   int Size = 0;
101
102   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
103   // stored or loaded to memory.
104   //
105   int Alignment = alignment;
106
107   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
108   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
109   // allocation used by the register allocator.
110   //
111   list<Register> MemberList = regList;
112   
113   // SubClassList - Specify which register classes correspond to subregisters
114   // of this class. The order should be by subregister set index.
115   list<RegisterClass> SubRegClassList = [];
116
117   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
118   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
119   // overload virtual methods.
120   code MethodProtos = [{}];
121   code MethodBodies = [{}];
122 }
123
124
125 //===----------------------------------------------------------------------===//
126 // DwarfRegNum - This class provides a mapping of the llvm register enumeration
127 // to the register numbering used by gcc and gdb.  These values are used by a
128 // debug information writer (ex. DwarfWriter) to describe where values may be
129 // located during execution.
130 class DwarfRegNum<int N> {
131   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
132   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
133   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
134   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
135   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
136   int DwarfNumber = N;
137 }
138
139 //===----------------------------------------------------------------------===//
140 // Pull in the common support for scheduling
141 //
142 include "TargetSchedule.td"
143
144 class Predicate; // Forward def
145
146 //===----------------------------------------------------------------------===//
147 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
148 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
149 //
150 class Instruction {
151   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
152   string Namespace = "";
153
154   dag OutOperandList;       // An dag containing the MI def operand list.
155   dag InOperandList;        // An dag containing the MI use operand list.
156   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
157
158   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
159   // otherwise, uninitialized.
160   list<dag> Pattern;
161
162   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
163   // instruction pattern.
164
165   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
166   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
167
168   // Predicates - List of predicates which will be turned into isel matching
169   // code.
170   list<Predicate> Predicates = [];
171
172   // Code size.
173   int CodeSize = 0;
174
175   // Added complexity passed onto matching pattern.
176   int AddedComplexity  = 0;
177
178   // These bits capture information about the high-level semantics of the
179   // instruction.
180   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
181   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
182   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
183   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
184   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
185   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
186   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
187   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
188   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
189   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
190   bit isReMaterializable = 0; // Is this instruction re-materializable?
191   bit isPredicable = 0;     // Is this instruction predicable?
192   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
193   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
194   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
195   bit isNotDuplicable = 0;  // Is it unsafe to duplicate this instruction?
196   
197   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
198
199   string Constraints = "";  // OperandConstraint, e.g. $src = $dst.
200   
201   /// DisableEncoding - List of operand names (e.g. "$op1,$op2") that should not
202   /// be encoded into the output machineinstr.
203   string DisableEncoding = "";
204 }
205
206 /// Imp - Helper class for specifying the implicit uses/defs set for an
207 /// instruction.
208 class Imp<list<Register> uses, list<Register> defs> {
209   list<Register> Uses = uses;
210   list<Register> Defs = defs;
211 }
212
213 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
214 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
215 class Predicate<string cond> {
216   string CondString = cond;
217 }
218
219 /// NoHonorSignDependentRounding - This predicate is true if support for
220 /// sign-dependent-rounding is not enabled.
221 def NoHonorSignDependentRounding
222  : Predicate<"!HonorSignDependentRoundingFPMath()">;
223
224 class Requires<list<Predicate> preds> {
225   list<Predicate> Predicates = preds;
226 }
227
228 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
229 /// list for an instruction. outs and ins are identical both syntatically and
230 /// semantically, they are used to define def operands and use operands to
231 /// improve readibility. This should be used like this:
232 ///     (outs R32:$dst), (ins R32:$src1, R32:$src2) or something similar.
233 def ops;
234 def outs;
235 def ins;
236
237 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
238 /// of operands.
239 def variable_ops;
240
241 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
242 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
243 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
244 /// flags. But currently we have but one flag.
245 def ptr_rc;
246
247 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
248 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
249 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
250 class Operand<ValueType ty> {
251   ValueType Type = ty;
252   string PrintMethod = "printOperand";
253   dag MIOperandInfo = (ops);
254 }
255
256 def i1imm  : Operand<i1>;
257 def i8imm  : Operand<i8>;
258 def i16imm : Operand<i16>;
259 def i32imm : Operand<i32>;
260 def i64imm : Operand<i64>;
261
262 /// zero_reg definition - Special node to stand for the zero register.
263 ///
264 def zero_reg;
265
266 /// PredicateOperand - This can be used to define a predicate operand for an
267 /// instruction.  OpTypes specifies the MIOperandInfo for the operand, and
268 /// AlwaysVal specifies the value of this predicate when set to "always
269 /// execute".
270 class PredicateOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag AlwaysVal>
271   : Operand<ty> {
272   let MIOperandInfo = OpTypes;
273   dag DefaultOps = AlwaysVal;
274 }
275
276 /// OptionalDefOperand - This is used to define a optional definition operand
277 /// for an instruction. DefaultOps is the register the operand represents if none
278 /// is supplied, e.g. zero_reg.
279 class OptionalDefOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag defaultops>
280   : Operand<ty> {
281   let MIOperandInfo = OpTypes;
282   dag DefaultOps = defaultops;
283 }
284
285
286 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
287 // which are global to the the target machine.
288 //
289 class InstrInfo {
290   // If the target wants to associate some target-specific information with each
291   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
292   // the target specific information into the 32 bits available.
293   //
294   list<string> TSFlagsFields = [];
295   list<int>    TSFlagsShifts = [];
296
297   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
298   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
299   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
300   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
301   bit isLittleEndianEncoding = 0;
302 }
303
304 // Standard Instructions.
305 def PHI : Instruction {
306   let OutOperandList = (ops);
307   let InOperandList = (ops variable_ops);
308   let AsmString = "PHINODE";
309   let Namespace = "TargetInstrInfo";
310 }
311 def INLINEASM : Instruction {
312   let OutOperandList = (ops);
313   let InOperandList = (ops variable_ops);
314   let AsmString = "";
315   let Namespace = "TargetInstrInfo";
316 }
317 def LABEL : Instruction {
318   let OutOperandList = (ops);
319   let InOperandList = (ops i32imm:$id);
320   let AsmString = "";
321   let Namespace = "TargetInstrInfo";
322   let hasCtrlDep = 1;
323 }
324 def EXTRACT_SUBREG : Instruction {
325         let OutOperandList = (ops variable_ops);
326   let InOperandList = (ops variable_ops);
327   let AsmString = "";
328   let Namespace = "TargetInstrInfo";
329 }
330 def INSERT_SUBREG : Instruction {
331         let OutOperandList = (ops variable_ops);
332   let InOperandList = (ops variable_ops);
333   let AsmString = "";
334   let Namespace = "TargetInstrInfo";
335 }
336
337 //===----------------------------------------------------------------------===//
338 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
339 // the format of the .s file writer.
340 //
341 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
342 // on X86 for example).
343 //
344 class AsmWriter {
345   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
346   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
347   // name.
348   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
349
350   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
351   // print instructions with.
352   string InstFormatName = "AsmString";
353
354   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
355   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
356   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
357   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
358   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
359   // == 1, will expand to "y".
360   int Variant = 0;
361 }
362 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
363
364
365 //===----------------------------------------------------------------------===//
366 // Target - This class contains the "global" target information
367 //
368 class Target {
369   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
370   InstrInfo InstructionSet;
371
372   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
373   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
374 }
375
376 //===----------------------------------------------------------------------===//
377 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
378 //
379 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d,
380                        list<SubtargetFeature> i = []> {
381   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
382   // appropriate target chip.
383   //
384   string Name = n;
385   
386   // Attribute - Attribute to be set by feature.
387   //
388   string Attribute = a;
389   
390   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
391   //
392   string Value = v;
393   
394   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
395   // information.
396   //
397   string Desc = d;
398
399   // Implies - Features that this feature implies are present. If one of those
400   // features isn't set, then this one shouldn't be set either.
401   //
402   list<SubtargetFeature> Implies = i;
403 }
404
405 //===----------------------------------------------------------------------===//
406 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
407 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
408 // instruction itineraries.
409 //
410 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
411   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
412   // appropriate target chip.
413   //
414   string Name = n;
415   
416   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
417   //
418   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
419   
420   // Features - list of 
421   list<SubtargetFeature> Features = f;
422 }
423
424 //===----------------------------------------------------------------------===//
425 // Pull in the common support for calling conventions.
426 //
427 include "TargetCallingConv.td"
428
429 //===----------------------------------------------------------------------===//
430 // Pull in the common support for DAG isel generation.
431 //
432 include "TargetSelectionDAG.td"